Vad är ferroelektriska material?

ferroelektriska material är material som har en naturlig laddningspolarisering som kan vändas av ett externt elektriskt fält, känt som växlingsprocessen. Ferroelektricitetens egenskap har varit känd sedan 1921 och från och med 2011 har över 250 föreningar visat sig visa sådana egenskaper. Forskning har fokuserat på bly -titanat, PBTIO ₃ och relaterade föreningar. Av de ferroelektriska materialen som studerats från och med 2011 har alla visat sig vara piezoelektriska material. Detta innebär att om mekaniskt tryck eller andra former av energisk stress från ljud eller lätt energi appliceras på sådana föreningar, kommer de att generera elektricitet.

Tillämpningarna av ferroelektricitet sträcker sig över ett brett spektrum av elektronikanordningar, från kretskomponenter som kondensatorer och termistorer till enheter med elektrooptik eller ultraljudsfunktioner. En av de mest aktivt undersökta arenorna för ferroelektriska material är datorminnet. Tekniska materialen vid en nanoMeterskala producerar det som kallas virvel -nanodomäner som inte kräver ett elektriskt fält för att växla polarisering. Flera statliga universitetssystem i USA som arbetar tillsammans till 2011 med Lawrence Berkeley National Laboratory perfekta materialet perfekt, vilket skulle kräva mycket mindre elektrisk kraft än traditionella magnetiska datorenheter gör. Det skulle också vara en solid tillståndsform av dataminne som fungerar mycket snabbare och med större lagringskapacitet än flashminnet som för närvarande är på marknaden, med potential att en dag lagra hela operativsystem och programvara, vilket gör datorstart och bearbetningshastigheter mycket större.

Den ferroelektriska effekten drar sitt namn från ferromagnetism, som beskriver permanenta magnetiska material baserade på järn som finns i naturen. Detta är lite av en felaktig anförande, eftersom de flesta ferroelektriska material inte är baserade på ELementjärn. Salter av titansyra som härrör från titandioxid utgör många av de främsta ferroelektriska materialen under forskning. Dessa inkluderar bariumtitanat, batio ₃ , blyzirkonat titanat, PZT eller relaterade föreningar som natriumnitrat, nano ₂ .

PZT är det mest använda ferroelektriska materialet i industrin från och med 2011. Det är ett hybridmaterial mellan ferroelektriskt bly-titanat och anti-ferroelektriskt blyzirkonat, som gör det möjligt att formler för materialet kan konstrueras närmare det ena eller det andra ändarna av det ferroelektriska eller anti-perroelektriska spektrumet. Eftersom PZT kan ställas in för sin känslighet för mekaniska, ljud- eller elektriska fält, och eftersom det är ett keramiskt material lättformat, format och skärt används det ofta för passiva sensorer och sändare i mycket specifika frekvenser.